CN111097662A - 打胶机器人的打胶方法、装置、存储介质及打胶机器人 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及机器人领域，具体涉及一种打胶机器人、装置、存储介质及打胶机器人，所述方法包括：控制激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上；根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标；将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标；根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和所述相机位于所述打胶胶头的前方。本申请能够提高打胶机器人对建筑配构件上待打胶位置的定位精度，提高打胶机器人打胶作业的质量及效率。
Description
技术领域
本申请涉及机器人领域，具体涉及一种打胶机器人的打胶方法、装置、存储介质及打胶机器人。
背景技术
目前，建筑行业配备了建筑配构件收口打胶机器人进行现场作业，目前对于机器人的工作臂的定位主要包括相机定位，如六关节机械臂的定位方式以2D相机、3D双目立体相机、3D双目结构光立体相机、3D单目结构光相机为主。其中2D相机只适用于固定平面的定位，无法满足建筑配构件三维空间定位的打胶场景需求；3D相机存在点云算法复杂、算法不成熟、数据量大的缺陷，无法满足打胶实时性要求。3D双目立体相机容易受成像条件如阴雨天、黑夜等光照不稳定条件下等作业现场照明状况的影响，不利于昼夜工作的场景要求，并且上述方式对于打胶位置的定位精度低，无法满足打胶机器人精定位要求。综上所述，建筑配构件收口打胶机器人的视觉定位引导仍存在很多亟需解决的瓶颈。
发明内容
为克服以上技术问题，特别是现有技术打胶机器人无法精确定位待打胶位置及适应复杂打胶场景的问题，特提出以下技术方案：
第一方面，本申请提供了一种打胶机器人的打胶方法，包括：
在控制机械臂带动激光发射器和相机自打胶起始点向前移动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交；
根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标；
将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标；
根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和所述相机位于所述打胶胶头的前方。
进一步的，在控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业之前，还包括：
控制所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器自所述打胶区域的起始部位向后运动；
在所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器向后运动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交；
根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第三坐标；
比较当前计算得到的第三坐标和上一个计算得到的第三坐标；
当检测到当前计算得到的第三坐标相对上一个计算得到的第三坐标发生突变时，将上一个第三坐标转化为机械臂坐标下的第四坐标作为打胶区域起始点的坐标。
进一步的，在控制所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器自所述打胶区域的起始部位向后运动之前，还包括：
获取所述打胶机器人在BIM地图中的位置；
获取所述打胶区域的起始部位在BIM地图中的位置；
在BIM地图的路径规划下引导打胶机器人移动至打胶区域的起始部位。
进一步的，所述根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标和将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标步骤之间，还包括：
比较根据当前图像计算得到的第一坐标和根据前一个图像计算得到的第一坐标；
当检测到当前第一坐标相对前一个第一坐标发生突变时，将根据前一个图像计算得到的第一坐标为该段打胶轨迹的终点。
进一步的，当检测到当前第一坐标相对前一个第一坐标发生突变时，将根据前一个图像计算得到的第一坐标为该段打胶轨迹的终点之后，还包括：
获取BIM系统中存储的参考打胶轨迹信息，根据所述打胶参考轨迹对发生突变的突变点进行检测；
当检测到该突变点同时为相邻两段打胶轨迹的交点时，控制机械臂移动到该突变点时更换打胶方位，并以该突变点为下一段打胶轨迹的起始点继续打胶；
当检测到该突变点为最后一段打胶轨迹的终点时，控制机械臂带动胶嘴移动到该突变点时结束打胶。
进一步的，所述根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标，包括：
根据所述图像中激光线的像素点所对应的坐标拟合出激光线曲线；
根据所述激光线曲线的曲率的变化找出激光线与所述打胶区域的交点，并确定所述交点所在像素点对应相机坐标系下的第一坐标。
进一步的，所述根据所述激光线曲线的曲率的变化找出激光线与所述打胶区域的交点，包括：
计算所述激光线曲线上各个像素点的一阶导数，确定所述激光线曲线中一阶导数值为0的像素点，作为第一目标点；
计算所述第一目标点的二阶导数；
将所述二阶导数小于零的第一目标点或者所述二阶导数大于零的第一目标点确定为激光线与所述打胶区域的交点。
第二方面，本申请提供一种打胶机器人的打胶装置，包括：
激光发射模块：用于在控制机械臂带动激光发射器和相机自打胶起始点向前移动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交；
坐标采集模块：用于根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标；
坐标确定模块：用于将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标；
打胶控制模块：用于根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和所述相机位于所述打胶胶头的前方。
第三方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的打胶机器人的打胶方法。
第四方面，本申请还提供了一种打胶机器人，所述打胶机器人被配置为执行上述的打胶机器人的打胶方法。
本申请与现有技术相比，具有以下有益效果：
本申请提供了一种对建筑配构件的待打胶位置精确定位的打胶方法，首先通过激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交，然后根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标；将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标，从而得到建筑配构件上需要打胶的精确位置，再根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和相机位于所述打胶胶头的前方，以此保证在运动方向上激光发射器和相机处于机械臂上的打胶胶头的前面，始终保持“眼睛在前，手在后”的相对位置关系，避免定位错误而导致打胶错误，以此完成建筑配构件收口的打胶作业，提高打胶机器人对建筑配构件需打胶位置的定位精度，提高打胶机器人在现场环境复杂、恶劣的工况下的打胶作业的质量及效率。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请打胶机器人的打胶方法的一实施例流程示意图；
图2为本申请根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标的一实施例流程示意图；
图3为本申请打胶机器人的打胶装置的一实施例示意图；
图4为本申请打胶机器人的一实施例结构示意图；
图5为本申请包括所述激光线和所述打胶区域的图像的一实施例示意图；
图6为本申请拟合出的激光线曲线的一实施例示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请实施例提供一种打胶机器人的打胶方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
S10：在控制机械臂带动激光发射器和相机自打胶起始点向前移动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交。
本实施例应用于打胶机器人，当打胶机器人靠近建筑配构件需要收口打胶的位置时，需要确定建筑配构件需要打胶的精确位置，所述建筑配构件包括电梯间门框边、阳台门框边内侧、厨房推拉门边、厨房台面、橱柜外侧边与下边缘、卫生间洗手盆台面、马桶座便底、淋浴屏两侧、浴缸台面、踢脚线、室内铝合金窗框等。本实施例中，所述打胶机器人安装有视觉引导系统，通过所述视觉引导系统确定建筑配构件需要打胶的精确位置，具体的，所述视觉引导系统包括激光发射器和相机，在控制打胶机器人的机械臂带动激光发射器和相机自打胶起始点向前移动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，当所述激光线投射到相邻两个建筑配构件上时，所述激光线与打胶区域倾斜相交，然后通过相机拍摄实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，如图5所示是拍摄的激光发射器向建筑配构件的打胶区域投射的激光线后包括所述激光线和所述打胶区域的图像的一实施例示意图。
S20：根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标。
当实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像后，便可获取所述图像中的激光线对应的像素点在相机坐标系中的坐标，进一步的，根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标，本实施例的一种实施方式，将所述图像按照像素点进行划分，然后确定所述激光线对应的像素点在相机坐标系中的坐标，例如将图片大小为100像素*100像素划分成10000份，激光线上有以个点在高度为30、宽度为50的那个格子，则该点的坐标就为(50,30)；像素点的坐标与真实物理世界坐标中两个方向的坐标轴的坐标相对应。
S30：将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标。
当计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标后，需要将相机坐标系下的坐标转化为机械臂坐标系下的坐标，以根据机械臂坐标系下的坐标控制机械臂运动，本实施例中，将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标，相机坐标系下的坐标通过平移矩阵转化为机械臂坐标系下的坐标。
S40：根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和所述相机位于所述打胶胶头的前方。
当得到机械臂坐标系下的第二坐标后，即可确定建筑配构件上需要打胶的精确位置，然后根据所述第二坐标生成打胶轨迹，并控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，以此完成配构件收口的打胶作业，本实施例中，所述激光发射器和所述相机位于所述打胶胶头的前方，当打胶机器人的机械臂移动打胶胶头的胶嘴进行打胶作业时，规定机械臂沿着逆时针的方向运动，以此保证在运动方向上激光发射器和相机处于机械臂末端打胶胶头的前面，始终保持“眼睛在前，手在后”的相对位置关系，避免出现未定位打胶位置便进行打胶作业的错误，提高打胶作业的准确率。
本实施例提供了一种对建筑配构件的待打胶位置精确定位的打胶方法，首先通过激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交，然后根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标；将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标，从而得到建筑配构件上需要打胶的精确位置，再根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和相机位于所述打胶胶头的前方，以此保证在运动方向上激光发射器和相机处于机械臂上的打胶胶头的前面，始终保持“眼睛在前，手在后”的相对位置关系，避免定位错误而导致打胶错误，以此完成建筑配构件收口的打胶作业，提高打胶机器人对建筑配构件需打胶位置的定位精度，提高打胶机器人在现场环境复杂、恶劣的工况下的打胶作业的质量及效率。
本申请的一种实施例，在S40中的控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业带动所述胶嘴打胶之前，还包括：
控制所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器自所述打胶区域的起始部位向后运动；
在所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器向后运动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交；
根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第三坐标；
比较当前计算得到的第三坐标和上一个计算得到的第三坐标；
当检测到当前计算得到的第三坐标相对上一个计算得到的第三坐标发生突变时，将前上一个第三坐标转化为机械臂坐标下的第四坐标作为打胶区域起始点的坐标。
本实施例中，在打胶机器人到达建筑配构件的打胶区域，此时打胶机器人的位置并非精确的待打胶区域的起始位置，因此需要确定打胶区域的起始位置，具体的，在控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业带动所述胶嘴打胶之前，控制所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器自所述打胶区域的起始部位向后运动，在所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器向后运动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，同样的，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交，然后根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第三坐标，然后移动激光发射器投射激光线的方向，从而得到多个第三坐标，再比较当前计算得到的第三坐标和上一个计算得到的第三坐标，当检测到当前计算得到的第三坐标相对上一个计算得到的第三坐标发生突变时，例如坐标中包含的其中两个方向上的数值发生突变时，确定坐标发生突变，此时，将前上一个第三坐标转化为机械臂坐标下的第四坐标，并作为打胶区域起始点的坐标，以控制机械臂从该起始点坐标进行打胶作业，完成完整的打胶作业。
本申请的一种实施例，在控制所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器自所述打胶区域的起始部位向后运动之前，包括：
获取所述打胶机器人在BIM地图中的位置；
获取所述打胶区域的起始部位在BIM地图中的位置；
在BIM地图的路径规划下引导打胶机器人移动至打胶区域的起始部位。
本实施例中，打胶机器人是通过BIM(Building Information Model)系统引导而到达打胶区域的起始部位，基于上述实施例，该打胶区域的起始部位并不完全等同于打胶区域的起始点，打胶机器人达到打胶区域的起始部位后基于上述实施例确定打胶区域的起始点，精确的确定打胶区域的起始点，但是并不排除特殊情况下，通过BIM系统引导而到达打胶区域的起始部位即是打胶区域的起始点，本实施例中，首先，获取所述打胶机器人在BIM地图中的位置，然后获取所述打胶区域的起始部位在BIM地图中的位置，在BIM地图的路径规划下引导打胶机器人移动至打胶区域的起始部位，从而为后续的打胶作业作准备，提高打胶的自动化程度，提高打胶机器人的智能化。
本申请的一种实施例，在S20的根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标和S30的将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标步骤之间，还包括：
比较根据当前图像计算得到的第一坐标和根据前一个图像计算得到的第一坐标；
当检测到当前第一坐标相对前一个第一坐标发生突变时，将根据前一个图像计算得到的第一坐标为该段打胶轨迹的终点。
本实施例中，打胶机器人进行打胶作业不仅需要确定打胶轨迹的起点，还要确定打胶轨迹的终点，具体的，在根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标之后，将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标之前，比较比较根据当前图像计算得到的第一坐标和根据前一个图像计算得到的第一坐标，当检测到当前第一坐标相对前一个第一坐标发生突变时，例如坐标中包含的其中两个方向上的数值发生突变时，确定坐标发生突变，将根据前一个图像计算得到的第一坐标为该段打胶轨迹的终点，以此精确确定打胶轨迹的终点，确定打胶机器人的打胶范围，实现精确打胶。
本申请的一种实施例，当检测到当前第一坐标相对前一个第一坐标发生突变时，将根据前一个图像计算得到的第一坐标为该段打胶轨迹的终点之后，包括：
获取BIM系统中存储的参考打胶轨迹信息，根据所述打胶参考轨迹对发生突变的突变点进行检测；
当检测到该突变点同时为相邻两段打胶轨迹的交点时，控制机械臂移动到该突变点时更换打胶方位，并以该突变点为下一段打胶轨迹的起始点继续打胶；
当检测到该突变点为最后一段打胶轨迹的终点时，控制机械臂带动胶嘴移动到该突变点时结束打胶。
本实施例中，建筑配构件存在拐角位置，打胶机器人在打胶过程中需要实时确认建筑配构件的拐角位置，具体的，当检测到当前第一坐标相对前一个第一坐标发生突变时，将根据前一个图像计算得到的第一坐标为该段打胶轨迹的终点之后，获取BIM系统中存储的参考打胶轨迹信息，根据所述打胶参考轨迹对发生突变的突变点进行检测，当检测到该突变点同时为相邻两段打胶轨迹的交点时，确定该突变点为建筑配构件的阳拐点，此时控制机械臂移动到该突变点时更换打胶方位，并以该突变点为下一段打胶轨迹的起始点继续打胶；当检测到该突变点为最后一段打胶轨迹的终点时，确定该突变点为建筑配构件的阴拐点，控制机械臂带动胶嘴移动到该突变点时结束打胶，通过对建筑配构件需打胶部位的拐点预警，能够保证打胶机器人完成正常的打胶作业，提高打胶的质量。在一种应用场景中，将激光发射器和相机部署在打胶机器人机械臂末端执行器一侧，打胶时使机械臂倾斜一定的角度，并使机械臂沿着相机安装侧运动，始终保持在运动方向上激光发射器投射的线激光处于机械臂末端执行器打胶胶头的前端，当遇到墙角拐点处时可实现视觉系统先拍摄到拐点并识别拐点，而此时机械臂末端执行器与墙角拐点仍有一定的安全距离，视觉系统可将该点标注为墙角拐点令机械臂运动到该点后停止或更换打胶方位。
本申请的一种实施例，如图2所示，S20根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标，包括：
S21：根据所述图像中激光线的像素点所对应的坐标拟合出激光线曲线；
S22：根据所述激光线曲线的曲率的变化找出激光线与所述打胶区域的交点，并确定所述交点所在像素点对应相机坐标系下的第一坐标。
本实施例中，在根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标时，获取所述图像中的激光线对应的像素点在相机坐标系中的坐标，然后根据所述图像中激光线的像素点所对应的坐标拟合出激光线曲线，如图6所示是拟合出的激光线曲线的一实施例示意图，然后计算所述激光线曲线各个点的曲率，根据所述激光线曲线的曲率的变化找出激光线与所述打胶区域的交点，当所述激光线曲线上某一个点的曲率的变化满足预设要求时，确定所述满足要求的点为激光线与所述打胶区域的交点，并确定所述交点所在像素点对应的坐标，从而精确地确定相机坐标系下待打胶的点。
本申请的一种实施例，所述根据所述激光线曲线的曲率的变化找出激光线与所述打胶区域的交点，包括：
计算所述激光线曲线上各个像素点的一阶导数，确定所述激光线曲线中一阶导数值为0的像素点，作为第一目标点；
计算所述第一目标点的二阶导数；
将所述二阶导数小于零的第一目标点或者所述二阶导数大于零的第一目标点确定为激光线与所述打胶区域的交点。
本实施例中，对所述激光线曲线进行分析，根据所述激光线曲线的曲率的变化找出激光线与所述打胶区域的交点时，所述激光线曲线上各个像素点的一阶导数，确定所述激光线曲线中一阶导数值为0的像素点，当所述激光线曲线中的像素点的一阶导数值为0时，即该点处切线的斜率为0，且证明该点可能是曲线的极值点，并且将所述激光线曲线中一阶导数值为0的像素点作为第一目标点，再计算激光线曲线的所述第一目标点的二阶导数，若所述第一目标点的二阶导数小于零或者第一目标点的二阶导数大于零，则证明该第一目标点是激光线曲线的极值点，在该该第一目标点的左右两侧的激光线曲线的斜率突变，即对应了激光线投射到相邻两个建筑配构件口后发生转角的点，而相邻两个建筑配构件发生转角的点位于相邻两个建筑配构件的相交线上，即为为激光线与所述打胶区域的交点，即为相邻两个建筑配构件需打胶的位置，从而精确确定建筑配构件需打胶的位置。
如图3所示，在另一种实施例中，本申请提供了一种打胶机器人的打胶装置，包括：
激光发射模块10：用于在控制机械臂带动激光发射器和相机自打胶起始点向前移动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交；
坐标采集模块20：用于根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标；
坐标确定模块30：用于将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标；
打胶控制模块40：用于根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和所述相机位于所述打胶胶头的前方。
本申请的一种实施例，所述激光发射模块10还包括执行：
控制所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器自所述打胶区域的起始部位向后运动；在所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器向后运动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交；
所述坐标确定模块30还包括执行：比较当前计算得到的第三坐标和上一个计算得到的第三坐标；当检测到当前计算得到的第三坐标相对上一个计算得到的第三坐标发生突变时，将上一个第三坐标转化为机械臂坐标下的第四坐标作为打胶区域起始点的坐标。
本申请的一种实施例，所述装置还包括：
自主导航模块：用于获取所述打胶机器人在BIM地图中的位置；获取所述打胶区域的起始部位在BIM地图中的位置；在BIM地图的路径规划下引导打胶机器人移动至打胶区域的起始部位。
本申请的一种实施例，所述坐标确定模块30还包括执行：
比较根据当前图像计算得到的第一坐标和根据前一个图像计算得到的第一坐标；
当检测到当前第一坐标相对前一个第一坐标发生突变时，将根据前一个图像计算得到的第一坐标为该段打胶轨迹的终点。
本申请的一种实施例，所述打胶控制模块40还包括执行：
获取BIM系统中存储的参考打胶轨迹信息，根据所述打胶参考轨迹对发生突变的突变点进行检测；当检测到该突变点同时为相邻两段打胶轨迹的交点时，控制机械臂移动到该突变点时更换打胶方位，并以该突变点为下一段打胶轨迹的起始点继续打胶；当检测到该突变点为最后一段打胶轨迹的终点时，控制机械臂带动胶嘴移动到该突变点时结束打胶。
本申请的一种实施例，所述坐标采集模块20还包括执行：
根据所述图像中激光线的像素点所对应的坐标拟合出激光线曲线；
根据所述激光线曲线的曲率的变化找出激光线与所述打胶区域的交点，并确定所述交点所在像素点对应相机坐标系下的第一坐标。
本申请的一种实施例，所述坐标采集模块20还包括执行：
计算所述激光线曲线上各个像素点的一阶导数，确定所述激光线曲线中一阶导数值为0的像素点，作为第一目标点；
计算所述第一目标点的二阶导数；
将所述二阶导数小于零的第一目标点或者所述二阶导数大于零的第一目标点确定为激光线与所述打胶区域的交点。
在另一种实施例中，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的打胶机器人的打胶方法。其中，所述计算机可读存储介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AcceSSMemory，随即存储器)、EPROM(EraSable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically EraSable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，存储设备包括由设备以能够读的形式存储或传输信息的任何介质，可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质，可实现在控制机械臂带动激光发射器和相机自打胶起始点向前移动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交；根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标；将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标；根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和所述相机位于所述打胶胶头的前方。通过提供一种对建筑配构件的待打胶位置精确定位的打胶方法，首先通过激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交，然后根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标；将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标，从而得到建筑配构件上需要打胶的精确位置，再根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和相机位于所述打胶胶头的前方，以此保证在运动方向上激光发射器和相机处于机械臂上的打胶胶头的前面，始终保持“眼睛在前，手在后”的相对位置关系，避免定位错误而导致打胶错误，以此完成建筑配构件收口的打胶作业，提高打胶机器人对建筑配构件需打胶位置的定位精度，提高打胶机器人在现场环境复杂、恶劣的工况下的打胶作业的质量及效率。
本申请实施例提供的计算机可读存储介质可以实现上述打胶机器人的打胶方法的实施例，具体功能实现请参见方法实施例中的说明，在此不再赘述。
此外，在又一种实施例中，本申请还提供一种打胶机器人，所述打胶机器人配置了控制系统，如图4所示，所述打胶机器人(的控制系统)包括处理器403、存储器405、输入单元407以及显示单元409等器件。本领域技术人员可以理解，图4示出的结构器件并不构成对所有打胶机器人的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件。所述存储器405可用于存储计算机程序401以及各功能模块，所述处理器403运行存储在存储器405的计算机程序401，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理。所述存储器405可以是内存储器或外存储器，或者包括内存储器和外存储器两者。内存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)、快闪存储器、或者随机存储器。
输入单元407用于接收信号的输入及接收用户的输入，输入单元407可包括触控面板以及其它输入设备，触控面板可收集用户在其上或附近的触摸操作，并根据预先设定的程序驱动相应的连接装置。显示单元409可用于显示用户输入的信息或提供给用户的信息以及计算机设备的各种菜单。显示单元409可采用液晶显示器、有机发光二极管等形式。处理器403是计算机设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电脑的各个部分，通过运行或执行存储在存储器403内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，执行各种功能和处理数据。
在一种实施方式中，所述打胶机器人包括一个或多个处理器403，以及一个或多个存储器405，一个或多个计算机程序401，其中所述一个或多个计算机程序401被存储在存储器405中并被配置为由所述一个或多个处理器403执行，所述一个或多个计算机程序401配置用于执行以上实施例所述的打胶机器人的打胶方法。图4中所示的一个或多个处理器403能够执行、实现图3中所示的激光发射模块10、坐标采集模块20、坐标确定模块30、打胶控制模块40的功能。
本申请实施例提供的一种打胶机器人，可实现在控制机械臂带动激光发射器和相机自打胶起始点向前移动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交；根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标；将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标；根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和所述相机位于所述打胶胶头的前方。通过提供一种对建筑配构件的待打胶位置精确定位的打胶方法，首先通过激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交，然后根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标；将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标，从而得到建筑配构件上需要打胶的精确位置，再根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和相机位于所述打胶胶头的前方，以此保证在运动方向上激光发射器和相机处于机械臂上的打胶胶头的前面，始终保持“眼睛在前，手在后”的相对位置关系，避免定位错误而导致打胶错误，以此完成建筑配构件收口的打胶作业，提高打胶机器人对建筑配构件需打胶位置的定位精度，提高打胶机器人在现场环境复杂、恶劣的工况下的打胶作业的质量及效率。
本申请实施例提供的打胶机器人可以实现上述提供的打胶机器人的打胶方法的实施例，具体功能实现请参见方法实施例中的说明，在此不再赘述。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种打胶机器人的打胶方法，其特征在于，包括以下步骤：
在控制机械臂带动激光发射器和相机自打胶起始点向前移动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交；
根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标；
将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标；
根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和所述相机位于所述打胶胶头的前方。
2.根据权利要求1所述的打胶方法，其特征在于，在控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业之前，还包括：
控制所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器自所述打胶区域的起始部位向后运动；
在所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器向后运动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交；
根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第三坐标；
比较当前计算得到的第三坐标和上一个计算得到的第三坐标；
当检测到当前计算得到的第三坐标相对上一个计算得到的第三坐标发生突变时，将上一个第三坐标转化为机械臂坐标下的第四坐标作为打胶区域起始点的坐标。
3.根据权利要求2的打胶方法，其特征在于，在控制所述机械臂带动所述相机和所述激光发射器自所述打胶区域的起始部位向后运动之前，还包括：
获取所述打胶机器人在BIM地图中的位置；
获取所述打胶区域的起始部位在BIM地图中的位置；
在BIM地图的路径规划下引导打胶机器人移动至打胶区域的起始部位。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标和将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标步骤之间，还包括：
比较根据当前图像计算得到的第一坐标和根据前一个图像计算得到的第一坐标；
当检测到当前第一坐标相对前一个第一坐标发生突变时，将根据前一个图像计算得到的第一坐标为该段打胶轨迹的终点。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当检测到当前第一坐标相对前一个第一坐标发生突变时，将根据前一个图像计算得到的第一坐标为该段打胶轨迹的终点之后，还包括：
获取BIM系统中存储的参考打胶轨迹信息，根据所述打胶参考轨迹对发生突变的突变点进行检测；
当检测到该突变点同时为相邻两段打胶轨迹的交点时，控制机械臂移动到该突变点时更换打胶方位，并以该突变点为下一段打胶轨迹的起始点继续打胶；
当检测到该突变点为最后一段打胶轨迹的终点时，控制机械臂带动胶嘴移动到该突变点时结束打胶。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标，包括：
根据所述图像中激光线的像素点所对应的坐标拟合出激光线曲线；
根据所述激光线曲线的曲率的变化找出激光线与所述打胶区域的交点，并确定所述交点所在像素点对应相机坐标系下的第一坐标。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述激光线曲线的曲率的变化找出激光线与所述打胶区域的交点，包括：
计算所述激光线曲线上各个像素点的一阶导数，确定所述激光线曲线中一阶导数值为0的像素点，作为第一目标点；
计算所述第一目标点的二阶导数；
将所述二阶导数小于零的第一目标点或者所述二阶导数大于零的第一目标点确定为激光线与所述打胶区域的交点。
8.一种打胶机器人的打胶装置，其特征在于，包括：
激光发射模块：用于在控制机械臂带动激光发射器和相机自打胶起始点向前移动过程中，控制所述激光发射器向打胶区域投射激光线，并实时获取包括所述激光线和所述打胶区域的图像，所述打胶区域位于相邻两个建筑配构件的相交线上，所述激光线与打胶区域倾斜相交；
坐标采集模块：用于根据所述图像计算所述激光线与所述打胶区域的交点在相机坐标系下的第一坐标；
坐标确定模块：用于将所述交点在相机坐标系下的第一坐标转换为在机械臂坐标系下的第二坐标；
打胶控制模块：用于根据所述第二坐标生成打胶轨迹，控制所述机械臂移动打胶胶头的胶嘴沿着所述打胶轨迹进行打胶作业，所述激光发射器和所述相机位于所述打胶胶头的前方。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的打胶机器人的打胶方法。
10.一种打胶机器人，其特征在于，所述打胶机器人被配置为执行根据权利要求1至7任一项所述的打胶机器人的打胶方法。
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